專利名稱：雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及甚至在藍(lán)色激光波長范圍內(nèi)也可以在其上進(jìn)行高密度記錄的可記錄(一次寫入多次讀取(WORM))光學(xué)記錄介質(zhì)，更具體地涉及至少具有第一信息層、中間層、和第二信息層的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
使用激光束照射能夠進(jìn)行記錄的光學(xué)記錄介質(zhì)的示例為例如諸如CD-R和DVD-R的可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)。這些光學(xué)記錄介質(zhì)就信息再現(xiàn)而言被支持與CD-ROM和DVD-ROM兼容，并都被用做小規(guī)模散發(fā)介質(zhì)和存儲(chǔ)介質(zhì)。然而，目前大多數(shù)情況下使用基于有機(jī)染料的CD-R和DVD-R，其可以被大量低成本地制造。如果待沉積的層的數(shù)目大，則設(shè)有無機(jī)記錄層的可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)的制造會(huì)增大制造成本，且因此盤的商業(yè)價(jià)值降低。因此，已經(jīng)提議具有最小層數(shù)目的可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)。同時(shí)存在一些類型的可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)燒蝕型、相變型、合金型等。燒蝕記錄就成本而言具有前景，但是問題為低的C/N比(載波與噪聲比)，這是由于在盤上存在熔化于坑內(nèi)的波爾卡點(diǎn)(polka-dot)膜和/或在坑外圍上存在熔化的膜。此外，由于燒蝕記錄介質(zhì)采用單層結(jié)構(gòu)，一般記錄膜無法支持ROM盤的高反射，得到的產(chǎn)品不滿足標(biāo)準(zhǔn)。
適用于燒蝕記錄的材料包括Te-Au化合物和Te-Ag化合物(例如見日本特開公報(bào)(JP-A)No.60-179952和60-179953)，但是這些材料沸點(diǎn)為1000℃以上，得到的光學(xué)記錄介質(zhì)具有差的靈敏度。
與只需要將記錄膜溫度提高到用于記錄的其熔點(diǎn)的相變記錄盤相反，燒蝕記錄盤需要大量的熱量以將記錄膜溫度提高到其沸點(diǎn)以上。因此，燒蝕記錄盤需要的激光功率高于相變盤，且在燒蝕記錄盤上進(jìn)行高線性速度記錄時(shí)，導(dǎo)致半導(dǎo)體激光功率不足。因此，該燒蝕記錄盤要求高度靈敏的記錄膜。
JP-A No.57-157790公開了一個(gè)發(fā)明，其通過在400℃以下在釋放揮發(fā)性成分的第一層上沉積抗腐蝕金屬層而提高記錄靈敏度，但是并不旨在提高反射。因此，無法建立與ROM盤的兼容性。此外，盡管本發(fā)明使用Au、Ag等作為抗腐蝕金屬，這些金屬具有極高的熱導(dǎo)率，因此加熱所產(chǎn)生的熱量通過擴(kuò)散而散逸，導(dǎo)致了增強(qiáng)記錄靈敏度的效應(yīng)低，且所得的光學(xué)介質(zhì)不適于高線性速度記錄。
對于合金記錄，JP-A No.04-226784公開了一種記錄方法，其包括使用激光束照射由Ge、Si、或Sn制成的層和由Au、Ag、Al、或Cu制成的層，由此將該兩個(gè)金屬層結(jié)合在一起。然而，該方法導(dǎo)致低至高的記錄，且無法建立與ROM盤的兼容。
JP-ANo.01-162247公開了一個(gè)發(fā)明，其中形成由In-Te合金制成的相變記錄膜，該發(fā)明旨在通過設(shè)定In與Te的比例為2∶1至1∶1或者2∶3至2∶5而提供相變光學(xué)記錄介質(zhì)。然而，在該發(fā)明中，需要初始化記錄層，因?yàn)樾鲁练e的記錄膜是非晶的，其反射低。因此，初始化所需步驟的數(shù)目增大，制造成本也增大。
日本專利(JP-B)No.2948899公開了一個(gè)涉及光學(xué)記錄介質(zhì)的發(fā)明，該介質(zhì)包括由Ag-Zn合金制成的第一層(薄的可相變的合金膜)和主要由選自Te、Se、和S的元素制成的第二層(薄的低熔點(diǎn)的膜)，通過該兩層之間的組成成分互相擴(kuò)散而在其上記錄信息。然而，該記錄介質(zhì)就節(jié)拍時(shí)間(takttime)和制造成本而言是不利的，因?yàn)榈谝缓偷诙又瞥奢^厚以得到高的反射-第一層300至700，第二層500至1500。本發(fā)明人進(jìn)行的研究表明，使第一和第二層變厚而獲得的高反射導(dǎo)致差的記錄靈敏度，因?yàn)橛捎谄涓叻瓷湟鸬偷臒釋W(xué)吸收，使得幾乎不在記錄膜上發(fā)生熱吸收。因此，這種記錄介質(zhì)不能作為例如DVD的要求高線性速度的介質(zhì)。此外，由于Ag與Te、Se等是高度反應(yīng)的，且僅僅通過使用激光束照射記錄介質(zhì)或者將盤空置，該兩個(gè)層之間會(huì)因此發(fā)生反應(yīng)，記錄層的反射降低。
JP-A No.11-34501公開了一種記錄介質(zhì)，其包括作為第一層的主要由In制成的薄膜，和作為第二層的包含元素周期表5B族元素和6B族元素的薄膜，其中通過利用該兩個(gè)層之間的反應(yīng)或者合金化實(shí)現(xiàn)的反射變化而在其上記錄信息。然而，發(fā)現(xiàn)由于In和Te等之間的高度反應(yīng)性，這種記錄介質(zhì)顯著不穩(wěn)定，正如JP-B No.2948899所公開的記錄介質(zhì)。
前述問題嚴(yán)重阻止了包括由無機(jī)材料制成的記錄層外加少數(shù)其他層的可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)的廣泛應(yīng)用。
本發(fā)明人過去提交了一項(xiàng)發(fā)明的專利申請，該發(fā)明涉及使用藍(lán)色激光束的可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)(日本專利申請No.2004-363010)，該申請的內(nèi)容將在以下作簡單描述。
也就是說，在先申請中所述的可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)的特征在于，提供主要由氧化鉍制成的為無機(jī)層的記錄層(Re層)，由于其光學(xué)吸收功能而替代用于熱產(chǎn)生層的傳統(tǒng)有機(jī)薄膜，且利用由于分解或退化引起的其折射率(或雙折射)的變化而作為記錄層。
該在先申請描述了記錄介質(zhì)的層配置的重要性，并確定了最佳的層配置導(dǎo)致顯著的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明人已經(jīng)確認(rèn)，在支持藍(lán)色激光記錄的可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)中使用主要由氧化鉍制成的記錄層，可以導(dǎo)致特別優(yōu)良的記錄/再現(xiàn)特性。
近年來，單面雙層盤被提議以獲得可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)的增大的存儲(chǔ)容量(例如，見JP-A No.2003-200663和2003-203383，以及InternationalSymposium on Optical Memory 2003(ISOM 2003)Preprints，p.74)。
由本發(fā)明人正在開發(fā)的Re層的設(shè)有光學(xué)記錄介質(zhì)主要是基于Bi結(jié)晶的原理而在其上記錄信息。為了得到具有高的記錄靈敏度和恰當(dāng)反射的記錄介質(zhì)，介質(zhì)設(shè)計(jì)則極為重要。
然而，由于上述在先申請中Re層內(nèi)包含的Bi提供了高的結(jié)晶率，因此必須快速散逸熱量，例如至附近的反射層，從而防止標(biāo)記的橫向擴(kuò)展。更具體而言，Bi為一種需要快速冷卻介質(zhì)機(jī)制的元素，且具有薄反射層的盤，例如單面雙層盤存在難以形成小標(biāo)記的問題。
JP-A No.08-50739和2000-222777分別公開了一種單層相變光學(xué)記錄介質(zhì)和雙層相變光學(xué)記錄介質(zhì)，其中使用具有相對高的熱導(dǎo)率和低的光學(xué)吸收的氮化物或碳化物將熱擴(kuò)散層(用于輔助熱擴(kuò)散的層，這為反射層的功能)沉積于反射層上，使得建立與前述類似的快速冷卻機(jī)制。這種策略被認(rèn)為對于克服上述缺點(diǎn)是有效的，這些問題出現(xiàn)于當(dāng)構(gòu)成第一信息層的反射層制成較薄時(shí)。
然而，氮化物和碳化物由于其高的應(yīng)力而更可能在熱擴(kuò)散層上產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致設(shè)有熱擴(kuò)散層的光盤的重寫特性不充分。
此外，碳化物大幅度地吸收光，特別是在更短的波長，引起的問題為，在例如采用藍(lán)紫色激光的Blue-ray Disc系統(tǒng)的下一代系統(tǒng)中，不能將由碳化物制成的第一信息層的透射率制成較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決前述傳統(tǒng)問題并提供一種雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其提供了高的反射率和高的靈敏度，且其在用于高密度記錄的記錄/再現(xiàn)束波長范圍上具有能夠?qū)崿F(xiàn)大折射率和小吸收系數(shù)的簡單的層配置。
本發(fā)明克服了前述問題。
本發(fā)明的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)包括第一信息層；置于該第一信息層上的中間層；以及置于該中間層上的第二信息層，從激光照射側(cè)依次沉積該第一信息層、中間層和第二信息層，其中該第一信息層從激光照射側(cè)至少包括包含Bi作為主成分的薄膜(Re層)、電介質(zhì)層、反射層和熱擴(kuò)散層，該第二信息層從激光照射側(cè)至少包括包含Bi作為主成分的薄膜(Re層)、電介質(zhì)層和反射層，且其中第二信息層的電介質(zhì)層的厚度(t2)與第一信息層的電介質(zhì)層的厚度(t1)之比t2/t1的范圍為0.7至1.5或者4.5至6.0。
根據(jù)本發(fā)明，在使用Re層作為記錄層的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)中，通過使用本發(fā)明的熱擴(kuò)散層可以改善第一信息層的記錄特性。因此，可以提供一種雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其具備高的反射率和高的靈敏度，且其在用于高密度記錄的記錄/再現(xiàn)束波長范圍上具有能夠?qū)崿F(xiàn)大折射率和小吸收系數(shù)的簡單的層配置。


圖1為熱擴(kuò)散層的比電阻與PRSNR的曲線圖。
圖2為T2/T1與PRSNR的曲線圖。
圖3為熱擴(kuò)散層的厚度與PRSNR的曲線圖。
圖4為t2/t1與PRSNR的曲線圖。
圖5為t2/t1與靈敏度的曲線圖。
圖6為示出了本發(fā)明的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)的示例的示意性剖面視圖。
圖7為示例12中熱導(dǎo)率與PRSNR的曲線圖。
圖8為示例12中熱擴(kuò)散層的熱導(dǎo)率與Pw的曲線圖。
圖9為示例13中T2/T1與PRSNR的曲線圖。
圖10為示例13中T2/T1與Pw的曲線圖。
圖11為示例14中t2/t1與PRSNR的曲線圖。
圖12為示例14中t2/t1與Pw的曲線圖。
圖13為示例17中第一信息層的存儲(chǔ)時(shí)間與PRSNR的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
以下更詳細(xì)地描述本發(fā)明。作為基本層配置，本發(fā)明的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)從激光照射側(cè)至少包括依次沉積的包含Bi為主成分的薄膜(Re層)、電介質(zhì)層、和反射層。
如此處所使用，術(shù)語“包含Bi為主成分的薄膜(Re層)”是指包含Bi為基本成分的Re層，Bi占除了氧之外的所有組分元素的30atom％以上；例如，如果Re層有Bi、Fe和O(氧)組成，則Bi占Bi和Fe的總比例30atom％以上。
在本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)中，Re層為執(zhí)行主要光學(xué)吸收功能的層。該Re層由呈現(xiàn)正常漫射的材料制成，而不是由在特定波長范圍具有寬的吸收帶的材料例如有機(jī)材料制成，因此亮度與波長的依存性較小。因此，使用Re層可以顯著克服傳統(tǒng)問題，例如由于記錄/再現(xiàn)激光的波長變化，記錄特性(例如記錄靈敏度、調(diào)制度、抖動(dòng)(jitter)、以及誤差率)、反射率等顯著改變，這種波長變化是由于各個(gè)激光束源之間的差異、環(huán)境溫度變化等所致。
在已知的傳統(tǒng)可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)中，有機(jī)薄膜同時(shí)起著記錄層和光學(xué)吸收層的作用。出于這個(gè)原因，用于該傳統(tǒng)介質(zhì)的有機(jī)材料在記錄/再現(xiàn)束波長范圍上具有大的折射率(n)和相對小的吸收系數(shù)(k)。因此，有機(jī)薄膜需要制成相對厚，足以將膜溫度提升到導(dǎo)致該有機(jī)材料分解的水平。此外，在傳統(tǒng)相變光學(xué)記錄介質(zhì)的情形中，基板內(nèi)的溝槽需要非常深。
通過本發(fā)明人所進(jìn)行的大量研究，確定了如本發(fā)明所公開的層配置以及在熱擴(kuò)散層內(nèi)使用特殊化合物可得到小的抖動(dòng)和高的PRSNR。注意“PRSNR”代表“部分響應(yīng)信噪比”，該度量可允許同時(shí)表達(dá)再現(xiàn)信號(hào)的S/N以及實(shí)際波形和理論P(yáng)R波形的線性度，且該度量是評估盤上比特誤差率時(shí)所必須的度量之一。從再現(xiàn)束的波形獲得的振幅信息將經(jīng)過特殊處理以產(chǎn)生感興趣的信號(hào)，且該信號(hào)與實(shí)際再現(xiàn)信號(hào)的差異被標(biāo)準(zhǔn)化為PRSNR。PRSNR數(shù)值越大表示信號(hào)質(zhì)量越高；一般而言，PRSNR需要為15以上以保證誤差率落在實(shí)用的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明中，為了使用Re層制備單面雙層盤，第一信息層的反射層需要足夠薄以保證充分的光進(jìn)入。如前所述，由于Bi提供了高的結(jié)晶率，則需要將熱量快速散逸到例如反射層的鄰近層，從而防止標(biāo)記的橫向擴(kuò)展。更具體而言，Bi為需要快速冷卻介質(zhì)機(jī)制的元素，具有薄反射層的盤存在的問題為難以形成小的標(biāo)記。
為了避免該問題，如本發(fā)明中所述，即使是在具有薄反射層的盤中，通過在其中提供由包含比電阻為1×10-1Ωcm以下的導(dǎo)電氧化物的材料制成的熱擴(kuò)散層，也可以建立快速冷卻機(jī)制，由此形成小標(biāo)記變得可能且PRSNR可以被顯著提高。
還期望該熱擴(kuò)散層在所采用的激光束的波長范圍上具有小的光吸收，從而保證信息可以記錄于第二信息層上或者從該層讀取信息。此外，該熱擴(kuò)散層在該激光束波長范圍上優(yōu)選地具有0.5以下，更優(yōu)選地0.3以下的消光系數(shù)。大于0.5的消光系數(shù)導(dǎo)致在第一信息層的更大的光吸收，使得難以在第二信息層上記錄/再現(xiàn)。
滿足這些性能且是導(dǎo)電的材料的示例包括In2O3、SnO2、ZnO、CdO、TiO、CdIn2O4、Cd2SnO2、和Zn2SnO。然而，ITO(In2O3-SnO2)和IZO(In2O3-ZnO)鑒于其高的熱導(dǎo)率是優(yōu)選的熱擴(kuò)散層材料?？梢詥为?dú)或者組合使用這些氧化物。
由于雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)需要使光進(jìn)入到特定的水平，以允許在/從該第二信息層記錄/再現(xiàn)同時(shí)保證允許在該第一信息層上記錄的記錄特性，反射層厚度和熱擴(kuò)散層厚度之間的平衡極為重要。本發(fā)明人確定了，通過使第一信息層的熱擴(kuò)散層的厚度(T2)與第一信息層的反射層的厚度(T1)之比即T2/T1落在2至8的范圍內(nèi)，可以提供該第一和第二信息層的記錄/再現(xiàn)特性之間的良好平衡，并因此獲得在該兩個(gè)信息層上的優(yōu)良信號(hào)特性和記錄靈敏度。T2/T1數(shù)值小于2導(dǎo)致第一信息層的反射率過高，到達(dá)第二信息層的光的數(shù)量減小，導(dǎo)致第二信息層內(nèi)差的靈敏度和低的PRSNR，而T2/T1數(shù)值大于8導(dǎo)致第一信息層過高的透射率，使得第一信息層內(nèi)差的靈敏度和低的PRSNR。
此外，通過將第一信息層的熱擴(kuò)散層的厚度設(shè)定為30至90nm，可以維持用于即使是具有薄反射層的盤內(nèi)的介質(zhì)的快速冷卻機(jī)制，由此實(shí)現(xiàn)形成小標(biāo)記并獲得PRSNR的顯著提高。
盡管如前所述鑒于Bi的性能采用這種快速冷卻機(jī)制是重要的，如果第一信息層的熱擴(kuò)散層的厚度小于30nm，則在具有薄反射層的盤內(nèi)形成小標(biāo)記變得困難，因此導(dǎo)致信號(hào)特性的銳減。如果第一信息層的熱擴(kuò)散層的厚度大于90nm，則熱擴(kuò)散度增大且第一信息層的靈敏度降低。
通過使第二信息層的電介質(zhì)層的厚度(t2)與第一信息層的電介質(zhì)層的厚度(t1)的比例即t2/t1落在0.7至1.5或者4.5至6.0的范圍內(nèi)，則第一信息層的透射率和第二信息層反射率之間達(dá)到最佳平衡，由此可以在兩個(gè)信息層上實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的記錄特性(即，PRSNR、反射率、以及靈敏度)。
小于0.7的t2/t1值例如導(dǎo)致第一信息層的高反射率，這反過來導(dǎo)致透射率減小，導(dǎo)致第二信息層差的靈敏度。大于1.5且小于4.5的t2/t1值如所預(yù)期地導(dǎo)致第二信息層的反射率顯著增大，從而引起第二信息層的靈敏度以及PRSNR顯著減小。大于6.0的t2/t1值導(dǎo)致第二信息層內(nèi)電介質(zhì)層過厚，這會(huì)引起膜形成時(shí)所產(chǎn)生的熱所致的基板和/或溝槽變形，以及導(dǎo)致第二信息層的反射率增大，這會(huì)使得第二信息層的靈敏度顯著減小。
更具體而言，通過優(yōu)化第一和第二信息層的電介質(zhì)層之間的厚度比例，可以以相對簡單的層配置獲得該兩個(gè)信息層的高的PRSNR、高的反射率、以及高的靈敏度。
如果如下述選擇層厚度，第一信息層的透射率和第二信息層的反射率之間可達(dá)到最佳平衡第一信息層的Re層為5至25nm，第一信息層的電介質(zhì)層為10至30nm，第二信息層的Re層為5至25nm，且第二信息層的電介質(zhì)層為10至30nm；或者第一信息層的Re層為5至25nm，第一信息層的電介質(zhì)層為10至30nm，第二信息層的Re層為5至25nm，且第二信息層的電介質(zhì)層為90至120nm。采用這種層配置，可以保證兩個(gè)信息層上優(yōu)良的記錄特性(即，PRSNR、反射率、以及靈敏度)。
如果第一信息層的Re層和電介質(zhì)層任一的厚度落在前述范圍之外，則導(dǎo)致第一信息層的透射率減小以及第二信息層的靈敏度和PRSNR的顯著減小。如果第二信息層的Re層和電介質(zhì)層任一的厚度落在前述范圍之外，則導(dǎo)致第二信息層的反射率顯著增大，使得第二信息層的靈敏度和PRSNR減小。
更具體而言，通過優(yōu)化各個(gè)第一和第二信息層的Re層和電介質(zhì)層的厚度，可以以相對簡單的層配置在兩個(gè)信息層上獲得高的PRSNR、高的反射率、以及高的靈敏度。
另外優(yōu)選在與Re層相比更接近激光照射側(cè)的位置沉積包含含有典型元素的化合物為主成分的層，即含有典型元素的化合物層。基板一般是可滲透的，并包含濕氣和/或氧。因此，當(dāng)記錄層等與基板接觸時(shí)，該層發(fā)生氧化，這導(dǎo)致記錄特性的惡化。將這種含有典型元素的化合物層夾置于基板和記錄層之間可以防止?jié)駳夂?或氧氣滲入以得到改善的可存檔性(archivability)。然而，注意，這種化合物層的存在導(dǎo)致記錄特性的微小變化；就具有一般規(guī)格的光學(xué)記錄介質(zhì)的可靠性而言不會(huì)引起任何問題。
用于該含有典型元素的化合物層的化合物示例包括氧化鋁(例如Al2O3)、ZnS-SiO2、以及氧化銦錫(ITO)。
這里前述的術(shù)語“主要成分”是指含有典型元素的化合物的含量為總材料數(shù)量的30mol％以上。一般而言，使用任一前述化合物。
該含有典型元素的化合物層的厚度優(yōu)選為70nm以下。大于70nm的厚度導(dǎo)致更長的膜沉積時(shí)間，引起更長的節(jié)拍時(shí)間、由于膜沉積的熱量所致的例如基板和/或溝槽變形的有害結(jié)果、以及差的記錄特性。如果含有典型元素的化合物層制成太薄，則無法實(shí)現(xiàn)完全防止?jié)駳夂脱醯臐B入；因此，含有典型元素的化合物層期望厚度約為20nm以上。
對于Re層，使用含有Bi氧化物為主要成分的層。這里，術(shù)語“主要成分”是指所使用的Bi的數(shù)量滿足前述要求。
通過使用Bi氧化物作為Re層的材料，可以獲得極高的PRSNR和高的反射率。
通過濺射例如Bi氧化物或Bi合金氧化物的靶，或者通過在氬氣和氧氣混合氣體的氣氛中濺射Bi或者Bi合金，可以沉積這種Re層。
該Re層包含選自Al、Cr、Mn、Sc、In、Ru、Rh、Co、Fe、Cu、Ni、Zn、Li、Si、Ge、Zr、Ti、Hf、Sn、Pb、Mo、V、B、和Nb的一種或多種元素(M)。元素(M)的含量選擇為30至40wt％，使得可以獲得最佳的記錄特性。
Re層內(nèi)添加元素(M)可以實(shí)現(xiàn)就藍(lán)色激光束而言優(yōu)良的記錄性能。在相變記錄中，傳統(tǒng)上是通過使非記錄區(qū)域的晶體結(jié)構(gòu)不同于記錄標(biāo)記的晶體結(jié)構(gòu)而獲得調(diào)制。在本發(fā)明中，在存在兩種以上不同氧化物的混合晶體的情況下形成記錄標(biāo)記，因此記錄標(biāo)記和非記錄區(qū)域之間折射率的差異增大，獲得更高的調(diào)制度。此外，除了各種氧化物的晶體之外還存在單一元素的晶體導(dǎo)致更大的效應(yīng)。通過存在不同元素或者具有不同晶體結(jié)構(gòu)的晶體，還可以防止晶體生長。更具體而言，防止了由兩種以上不同元素和/或具有不同晶體結(jié)構(gòu)的兩種以上不同晶體制成的記錄標(biāo)記擴(kuò)展和生長成為大的標(biāo)記。因此可以形成小的記錄標(biāo)記。
根據(jù)折射率、熱導(dǎo)率、化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、粘附性等選擇電介質(zhì)層的材料。一般而言，可以使用高度透明并具有高熔點(diǎn)的金屬的氧化物、硫化物、氮化物以及碳化物或半導(dǎo)體，還可以使用Ca、Mg、Li等的氟化物。
優(yōu)選材料為復(fù)合電介質(zhì)，包含(1)50至90mol％的量的選自ZnS、ZnO、TaS2、以及稀土硫化物中的至少一種，和(2)熔點(diǎn)或分解點(diǎn)為1000℃以上的熱穩(wěn)定化合物。
熔點(diǎn)或分解點(diǎn)為1000℃以上的熱穩(wěn)定化合物的示例包括Mg、Ca、Sr、Y、La、Ce、Ho、Er、Yb、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Zn、Al、Si、Ge、Pb等的氧化物、氮化物和碳化物，以及Ca、Mg、Li等的氟化物。包含ZnS和SiO2為主要成分的材料是優(yōu)選的。這里術(shù)語“主要成分”是指ZnS和SiO2的含量占總材料量的50mol％以上；然而一般而言，只使用ZnS和SiO2。ZnS和SiO2的混合比例優(yōu)選范圍為70∶30至90∶10(mol％)。在該范圍內(nèi)可以獲得更高的PRSNR并增大反射率。如果在該范圍之外，則導(dǎo)致偏離了相對于其他層厚度的折射率(n)和吸收系數(shù)(k)的最佳組合。因此在信息層上難以獲得優(yōu)良的記錄特性。
注意，前述氧化物、硫化物、氮化物、碳化物、和氟化物不一定必須具有化學(xué)配比組成；為了控制例如電介質(zhì)層的折射率，可以改變元素比例。備選地，這些化合物可以組合使用。
優(yōu)選地，含有典型元素的化合物層中包含的典型元素為選自Zn、In、Al、和Sn中的至少一種元素。通過在基板和Re層之間提供這種含有典型元素的化合物層，所得的盤在環(huán)境測試氣氛中的穩(wěn)定性顯著提高。此外，這種化合物層的一個(gè)特征為其不會(huì)帶來負(fù)面后果，例如低的反射率。
含有這種典型元素的化合物的示例包括ZnS、ZnS-SiO2、InO2、SnO2、Al2O3、及AlN。
中間層優(yōu)選地在用于記錄/再現(xiàn)的激光束的波長范圍上吸收較少的光。中間層的合適材料為樹脂，鑒于其可成型和成本；可以使用例如紫外可固化樹脂、慢固化樹脂、以及熱可逆樹脂。此外，也可以使用用于光盤結(jié)合的雙面膠帶(DA-8321，由NITTO DENKO Corporation制造的粘合板)等。
中間層使得光學(xué)拾取頭(optical pickup)在記錄或再現(xiàn)時(shí)可以光學(xué)區(qū)分第一信息層和第二信息層，該中間層厚度優(yōu)選為10至70μm。
可以通過組合除了在所附權(quán)利要求中陳述的層之外的各種已知的層，由此形成本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)。
基板的材料沒有具體限制，只要其是熱和機(jī)械穩(wěn)定，且在從基板側(cè)記錄/再現(xiàn)(即，穿過基板)的情形下，具有優(yōu)良的透射率。
基板材料的示例包括聚碳酸酯、甲基聚乙烯、非晶聚烯烴、纖維素乙酸酯、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯；在這些材料中，聚碳酸酯和非晶聚烯烴是合適的。
基板的厚度沒有具體限制；可以根據(jù)目的恰當(dāng)?shù)卮_定。
反射層的材料優(yōu)選地為在用于再現(xiàn)的激光束的波長范圍內(nèi)呈現(xiàn)足夠高的反射率的材料。
例如，可以單獨(dú)使用例如Au、Al、Ag、Cu、Ti、Cr、Ni、Pt、Ta、和Pd的金屬或者其合金。具體而言，Au、Al、和Ag具有高的反射率，因此適合用做反射層材料。
除了包含作為主要成分的任一前述元素或其合金之外，還可以向反射層添加附加元素。這種附加元素的示例包括金屬和半金屬，例如Mg、Se、Hf、V、Nb、Ru、W、Mn、Re、Fe、Co、Rh、Ir、Zn、Cd、Ga、In、Si、Ge、Te、Pb、Po、Sn、和Bi。就其低制造成本和高反射率而言，主要由Ag制成的反射層是最優(yōu)選的。
備選地，可以采用反射層，其為由交替的低折射率薄膜和高折射率薄膜組成的多層膜，該低折射率薄膜和高折射率薄膜都是由金屬以外的材料制成。
形成該反射層的方法的示例包括濺射、離子鍍、化學(xué)氣相沉積、以及真空氣相沉積。
對于第一信息層，該反射層厚度優(yōu)選為10至25nm；對于第二信息層，該反射層厚度優(yōu)選為50至200mn。
當(dāng)毗鄰由Ag等制成的反射層沉積ZnS-SiO2層時(shí)，ZnS-SiO2中存在的S逐漸與Ag混合，由此使得記錄特性可能退化和/或反射率可能減小。為了避免這一點(diǎn)，稱為硫化防止層的層可設(shè)于反射層和ZnS-SiO2層之間恰當(dāng)位置。這種層的材料的示例包括例如SiO、ZnO、SnO3、Al2O3、TiO3、和In2O3的氧化物；例如Si3N4、AlN、和TiN的氮化物；以及例如SiC的碳化物。在這些化合物中，SiC是經(jīng)常使用的一種合適的化合物，因此在需要時(shí)可以用于本發(fā)明。
例如為了改善反射率、記錄特性、以及粘附性，可以在基板上和/或反射層下提供已知的上涂層、下涂層或粘合層，這些層為無機(jī)或有機(jī)。
在恰當(dāng)?shù)那樾沃?，可以在反射層上?或其他層之間提供保護(hù)層。該保護(hù)層可以采用任何已知材料，只要該材料能夠保護(hù)這些層免受外力影響即可。
保護(hù)層采用的有機(jī)材料的示例包括熱塑性樹脂、熱固性樹脂、可電子束固化樹脂、以及可紫外線固化樹脂，無機(jī)材料的示例包括SiO2、Si3N4、MgF2、以及SnO2。
形成該保護(hù)層的方法的示例為例如旋涂和注漿(casting)的涂敷方法，以及化學(xué)氣相沉積.如同記錄層的情形；這些方法中，旋涂是最優(yōu)選的。
由熱塑性樹脂或者熱固性樹脂制成的保護(hù)層可以通過如下步驟制成將該樹脂溶解到合適的溶劑中，將該溶液涂敷到另一個(gè)層上，以及隨后進(jìn)行干燥。
由可紫外線固化樹脂制成的保護(hù)層可以通過如下步驟制備將該樹脂直接涂敷到另一個(gè)層上或者將該樹脂溶解到合適的溶劑并將溶液涂敷到該層上，隨后使用紫外光照射。對于可紫外線固化樹脂，可以采用例如諸如聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、以及聚酯丙烯酸酯的丙烯酸樹脂。
可以單獨(dú)或者組合使用這些材料，而且該保護(hù)層可以是多層膜而不是單層膜。
保護(hù)層的厚度一般而言為0.1μm至100μm的范圍，優(yōu)選地為3μm至30μm。
本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)的層配置并不特別受限于通過從基板側(cè)施加激光束而將信息記錄在盤上或者從盤再現(xiàn)信息的這個(gè)配置。本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)可以具有這樣的層配置，其中蓋層置于頂層上，并從蓋層側(cè)施加用于記錄和再現(xiàn)的激光束。
在使用高數(shù)值孔徑(NA)的透鏡進(jìn)行高密度記錄的情況下，必須提供這種蓋層。如果使用這種透鏡，再現(xiàn)激光穿過的層的厚度必須減小。這是因?yàn)?，由于盤表面相對于光學(xué)拾取頭的光學(xué)軸的傾角(該傾角正比于激光源波長的倒數(shù)與物鏡數(shù)值孔徑的乘積的平方)所致的像差的容許量隨著NA增大而減小，且因此該傾角影響像差量。因此，基板制成足夠薄，以保證傾角對像差量的影響被最小化。
為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，提出了下述光學(xué)記錄介質(zhì)一種光學(xué)記錄介質(zhì)，其中通過在基板上形成溝槽和坑而將記錄層置于該基板上，反射層形成于該記錄層上，且薄的可透光的蓋層置于該反射層上，使得通過從蓋層側(cè)施加再現(xiàn)激光束而再現(xiàn)記錄于該記錄層內(nèi)的信息，以及一種光學(xué)記錄介質(zhì)，其中反射層置于基板上，記錄層置于該反射層上，且透光的蓋層置于該記錄層上，使得通過從蓋層側(cè)施加再現(xiàn)激光束而再現(xiàn)記錄于該記錄層內(nèi)的信息。注意，在制造這些光學(xué)介質(zhì)時(shí)，層沉積開始于激光束所入射的蓋層。
采用這種層配置，通過使蓋層變薄則可以增大物鏡透鏡的NA。也就是說，通過提供這種蓋層并從蓋層側(cè)執(zhí)行記錄和再現(xiàn)，可以進(jìn)一步提高記錄密度。
蓋層通常由聚碳酸酯板或可紫外線固化樹脂形成。本發(fā)明中使用的蓋層可具有附加層，用于將蓋層附著到其他層。
應(yīng)用于本發(fā)明的光學(xué)記錄介質(zhì)的激光束優(yōu)選地具有更短的波長以用于高密度記錄。具體而言，350至530nm波長的激光束是優(yōu)選的，中心波長為405nm的激光束可以引用作為其代表性示例。
以下將參照示例詳細(xì)描述本發(fā)明，然而不應(yīng)將本發(fā)明理解為限制于這些示例。
示例1(制備雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì))首先制備由聚碳酸酯樹脂制成的第一和第二基板，各個(gè)基板直徑為120mm，厚度為0.58mm，且在其表面上具有溝槽(深度＝21nm，軌道節(jié)距＝0.43μm)。
在單晶片濺射設(shè)備(Balzers)中，在第一基板上依次沉積以下各層以形成第一信息層由Al2O3制成且厚度為20nm的含有典型元素的化合物層、由Bi2O3制成且厚度為20nm的Re層、由ZnS-SiO2(80∶20(mol％))制成且厚度為20nm的電介質(zhì)層、由Ag制成且厚度為15nm的反射層、以及由IZO制成且厚度為50nm的熱擴(kuò)散層。
按照相似的方式，在第二基板上依次沉積以下各層以形成第二信息層由Ag制成且厚度為100nm的反射層、由ZnS-SiO2(80∶20(mol％))制成且厚度為20nm的電介質(zhì)層、以及由Bi2O3制成且厚度為20nm的Re層。
通過旋涂在第一信息層的熱擴(kuò)散層的表面上涂敷包含可紫外線固化樹脂(DVD03，由NIPPON KAYAKU CO.，LTD.生產(chǎn)的一種樹脂)的涂層溶液，隨后以相似的方式使用可紫外線固化樹脂涂敷的第二信息層的Re層的表面。第一和第二信息層隨后在真空壓力下接合在一起。隨后，通過從第一基板側(cè)使用紫外光照射而固化該可紫外線固化樹脂，從而形成30μm厚的中間層。
按照這個(gè)方式制備了一種雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中第一信息層、中間層、第二信息層、第二基板依次堆疊在第一基板上(見圖6)。
此外，在該示例中，SiO2與IZO在第一信息層的熱擴(kuò)散層中以不同量混合以改變其電導(dǎo)率，且其比電阻值被測量。制備了具有前述層配置的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其包括具有不同的SiO2量的熱擴(kuò)散層，隨后測量熱擴(kuò)散層的PRSNR值以評估比電阻與PRSNR之間的關(guān)系。使用由PulseTec制造的評估裝置ODU-1000評估PRSNR，其中在下述條件下將隨機(jī)圖案寫到以6.61m/s的線速度旋轉(zhuǎn)的盤上激光波長＝405nm，NA＝0.6，時(shí)鐘頻率＝64.8MHz。
從圖1所示的測量結(jié)果可以看出，對應(yīng)于第一信息層的信號(hào)特性的線在大于1×10-1Ωcm時(shí)出現(xiàn)快速下降，即隨著電導(dǎo)率減小而快速下降。這被認(rèn)為是因?yàn)槭褂昧饲笆龅倪@種薄反射層，該反射層阻止了充分的熱擴(kuò)散并使得難以形成小的坑。注意，在該評估中，小于15的PRSNR值被認(rèn)為是低于標(biāo)準(zhǔn)的(HD DVD-R標(biāo)準(zhǔn)要求15以上的PRSNR)。
此外，使用由ITO而非IZO制成的第一信息層的熱擴(kuò)散層，得到相似的結(jié)果。
示例2按照與示例1所述相似的方式制造雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，除了通過改變T1(第一信息層的Ag反射層的厚度)和T2(IZO熱擴(kuò)散層的厚度)而設(shè)定不同的T2/T1比例之外，并測量PRSNR的值。更具體而言，通過設(shè)定Ag反射層厚度(T1)為10nm、15nm和20nm并針對各個(gè)厚度設(shè)定不同厚度(T2)，由此得到各種T2/T1比例。
從圖2所示的測量結(jié)果可以看出，第二信息層的PRSNR所對應(yīng)的線在T2/T1＜2時(shí)呈現(xiàn)快速下降，第一信息層的PRSNR的線在T2/T1＞8時(shí)呈現(xiàn)快速下降。
示例3按照與示例1所述相似的方式制造雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，除了使用了具有各種厚度的熱擴(kuò)散層之外。隨后測量PRSNR數(shù)值。
從圖3所示的測量結(jié)果可以看出，第一信息層的PRSNR所對應(yīng)的線在熱擴(kuò)散層厚度＜30nm時(shí)呈現(xiàn)快速下降，且第二信息層的PRSNR所對應(yīng)的線在熱擴(kuò)散層厚度＞90nm時(shí)呈現(xiàn)快速下降。
示例4按照與示例1所述相似的方式制造雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，除了使用了具有各種厚度(t1)的第一信息層的電介質(zhì)層和具有各種厚度(t2)的第二信息層的電介質(zhì)層之外。隨后測量PRSNR和靈敏度。測量結(jié)果示于圖4和5。使用ODU-1000(PulseTec)測量靈敏度，其中在固定的擦除功率水平(3mW)下，在不同記錄功率水平執(zhí)行記錄以確定提供最高PRSNR的最佳記錄功率水平；圖5所示的曲線圖的縱軸代表記錄功率水平。在該評估中，PRSNR小于15和靈敏度(Pw)大于13mW的盤被認(rèn)為是達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。
從圖4和5可以看出，第一和第二信息層在0.7至1.5或者4.5至6.0的t2/t1范圍內(nèi)都具備優(yōu)良的PRSNR和靈敏度。然而當(dāng)t2/t1落在該范圍之外時(shí)，第二信息層的靈敏度顯著降低，PRSNR也是如此。這主要是因?yàn)閆nS-SiO2相對于其厚度的折射率(n)和吸收系數(shù)(k)的非最佳組合，反射率變得如此之高使得其偏離可進(jìn)行記錄的最佳范圍。
示例5按照與示例1所述相似的方式制造雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，除了含有典型元素的化合物層的厚度設(shè)定為0至70nm，第一信息層的Re層的厚度設(shè)定為5至25nm，第一信息層的電介質(zhì)層的厚度設(shè)定為10至30nm，第二信息層的Re層的厚度設(shè)定為5至25nm，第二信息層的電介質(zhì)層的厚度設(shè)定為10至30nm或90至120nm之外。
這些介質(zhì)提供了范圍為20至30的PRSNR，滿足要求PRSNR為15以上的HD DVD-R標(biāo)準(zhǔn)，并提供了范圍為5％至7％的反射率值，滿足要求反射率為4.5％以上的HD DVD-R標(biāo)準(zhǔn)。此外，介質(zhì)的Pw(靈敏度)是優(yōu)良的；成功地在9至11mW的功率水平對介質(zhì)進(jìn)行寫入。
應(yīng)該指出，靈敏度隨反射率增加而減小，因此在記錄時(shí)需要引入更高的功率。然而，高功率導(dǎo)致對相鄰標(biāo)記或軌道的顯著的負(fù)面影響，這又導(dǎo)致PRSNR減小。
示例6按照與示例1所述相似的方式制造雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，除了Re層內(nèi)的Bi2O3添加了選自Al、Cr、Mn、Sc、In、Ru、Rh、Co、Fe、Cu、Ni、Zn、Li、Si、Ge、Zr、Ti、Hf、Sn、Pb、Mo、V、B、和Nb中的一種或多種元素(M)之外。隨后與示例1相同地進(jìn)行評估。
經(jīng)確定，添加這些元素可以進(jìn)一步改善PRSNR和靈敏度。
示例7按照與示例1所述相似的方式制造雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，除了第一和第二信息層內(nèi)的電介質(zhì)層(ZnS-SiO2層)中ZnS對SiO2比例在70∶30至90∶10的范圍內(nèi)變化之外。
在該ZnS對SiO2比例范圍內(nèi)，成功地得到了滿足HD DVD-R標(biāo)準(zhǔn)(PRSNR＝15以上)的高PRSNR值，且第一和第二信息層呈現(xiàn)滿足HDDVD-R標(biāo)準(zhǔn)(反射率＝4.5％以上)的恰當(dāng)反射率，并呈現(xiàn)優(yōu)良的靈敏度。另外經(jīng)確定，如果該比例落在該范圍之外，則導(dǎo)致偏離了相對于其他層厚度的折射率(n)和吸收系數(shù)(k)的最佳組合，使得在信息層上難以得到優(yōu)良的記錄特性。
示例8至10按照與示例1所述相似的方式制造雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，除了第一信息層的化合物層的材料改變?yōu)閆nS-SiO2(80∶20(mol％))(示例8)、InO2(示例9)、以及SnO2(示例10)，且各化合物的厚度設(shè)定為60nm之外。
如示例1所述在這些雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)上執(zhí)行PRSNR測量，顯示了成功地對于示例8至10中制備的所有介質(zhì)得到了高的PRSNR數(shù)值，這些數(shù)值滿足HD DVD-R標(biāo)準(zhǔn)(PRSNR＝15以上)，且第一和第二信息層呈現(xiàn)滿足HD DVD-R標(biāo)準(zhǔn)(反射率＝4.5％以上)的恰當(dāng)反射率，并呈現(xiàn)優(yōu)良的靈敏度。
然而注意，經(jīng)確定，即使采用這種化合物層，如果該化合物層的厚度超過70nm，也導(dǎo)致偏離了相對于其他層厚度的折射率(n)和吸收系數(shù)(k)的最佳組合。這使得在信息層上難以得到優(yōu)良的記錄特性。
示例11按照與示例1所述相似的方式制造雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，除了由Bi2O3膜形成的Re層添加了選自Al、Cr、Mn、Sc、In、Ru、Rh、Co、Fe、Cu、Ni、Zn、Li、Si、Ge、Zr、Ti、Hf、Sn、Pb、Mo、V、B、和Nb中的一種或多種元素(M)之外。隨后與示例1相同地進(jìn)行評估。
測量結(jié)果示于表1，表明添加一種或多種前述元素(M)可以進(jìn)一步改善PRSNR和靈敏度。
表1

示例12(制備雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì))首先制備由聚碳酸酯樹脂制成的第一和第二基板，各個(gè)基板直徑為120mm，厚度為0.59mm，且在其表面上具有溝槽(深度＝21nm，軌道節(jié)距＝0.43μm)。
在單晶片濺射設(shè)備(Balzers)中，在第一基板上依次沉積以下各層以形成第一信息層由ZnS-SiO2(80∶20(mol％))制成且厚度為40nm的含有典型元素的化合物層、由Bi2O3制成且厚度為20nm的Re層、由ZnS-SiO2(80∶20(mol％))制成且厚度為20nm的電介質(zhì)層、由Ag制成且厚度為15nm的反射層、以及由In2O3-ZnO-SnO2-SiO2(比例為1∶4.73∶4∶1.63(mol))制成且厚度為50nm的熱擴(kuò)散層。
按照相似的方式，在第二基板上依次沉積以下各層以形成第二信息層由Ag制成且厚度為80nm的反射層、由ZnS-SiO2(80∶20(mol％))制成且厚度為20nm的電介質(zhì)層、以及由Bi2O3制成且厚度為20nm的Re層。
通過旋涂在第一信息層的熱擴(kuò)散層的表面以及第二信息層的Re層的表面上涂敷包含可紫外線固化樹脂(DVD03，由NIPPON KAYAKU CO.，LTD.生產(chǎn)的一種樹脂)的涂層溶液，第一和第二信息層隨后在真空壓力下接合在一起。隨后，通過從第一基板側(cè)使用紫外光照射而固化該可紫外線固化樹脂，從而形成25μm厚的中間層。
按照這個(gè)方式制備了一種雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中第一信息層、中間層、第二信息層、第二基板依次堆疊在第一基板上(見圖6)。
此外，向第一信息層的熱擴(kuò)散層添加不同量的SiO2以得到不同數(shù)值的電導(dǎo)率。制備具有圖6所示的層配置的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其包括具有不同的SiO2量的熱擴(kuò)散層，隨后測量熱擴(kuò)散層的PRSNR數(shù)值和記錄功率水平以評估比電阻與PRSNR之間的關(guān)系。使用ODU-1000(PulseTec)評估PRSNR，其中在下述條件下將隨機(jī)圖案寫到以6.61m/s的線速度旋轉(zhuǎn)的盤上激光波長＝405nm，NA＝0.6，時(shí)鐘頻率＝64.8MHz。隨后使用ODU-1000測量記錄功率(Pw)，其中在固定的擦除功率水平(3mW)下，在不同記錄功率水平下執(zhí)行記錄以確定提供最高PRSNR的最佳記錄功率水平。注意，低Pw數(shù)值意味著高的靈敏度。評估標(biāo)準(zhǔn)如下根據(jù)HD DVD-R標(biāo)準(zhǔn)的要求，PRSNR為15以上且Pw為13mW以下的盤被認(rèn)為是可接受的。
從圖7和8所示的測量結(jié)果可以看出，當(dāng)熱導(dǎo)率小于0.9W/mK時(shí)，PRSNR朝15減小，且當(dāng)熱導(dǎo)率進(jìn)一步減小時(shí)變?yōu)榈陀?5。當(dāng)熱導(dǎo)率超過1.6W/mK時(shí)，Pw(靈敏度)朝13mW增大，且當(dāng)熱導(dǎo)率進(jìn)一步繼續(xù)增大時(shí)，Pw超過13mW。然而注意，這些數(shù)值沒有具體限制；其根據(jù)盤的層配置而變化。
即使當(dāng)熱擴(kuò)散層的In2O3-ZnO-SnO2-SiO2的比例變化范圍為1∶4-6∶3-5∶1-2時(shí)，仍成功地得到幾乎相同的結(jié)果。根據(jù)信息層的類型可以在前述范圍內(nèi)改變該比例。
示例13按照與示例12所述相似的方式制造雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，除了通過改變T1(第一信息層的Ag反射層的厚度)和T2(熱擴(kuò)散層的厚度)而設(shè)定不同的T2/T1比例之外。通過測量PRSNR和記錄功率水平而進(jìn)行評估。更具體而言，通過設(shè)定Ag反射層厚度(T1)為8至15nm并針對各個(gè)Ag反射層厚度(T1)設(shè)定各種熱擴(kuò)散層厚度(T2)，由此得到各種T2/T1比例。評估標(biāo)準(zhǔn)和示例12相同。
從圖9和10所示的測量結(jié)果可以看出，當(dāng)T2/T1小于1.4時(shí)，第二信息層的Pw(靈敏度)朝13mW增大。這被認(rèn)為是因?yàn)榈谝恍畔拥姆瓷渎试龃?，使得達(dá)到第二信息層的光數(shù)量減少。另一方面，當(dāng)T2/T1超過12時(shí)，第一信息層的PRSNR朝15減小，且當(dāng)T2/T1進(jìn)一步增大時(shí)，PRSNR變?yōu)樾∮?5。這是因?yàn)榈谝恍畔拥耐干渎试龃筇?。還要注意，這些數(shù)值沒有具體限制，其可根據(jù)盤的層配置而變化。
此外，當(dāng)T2/T1落在1.4至12的范圍內(nèi)時(shí)，T2范圍為21nm至96nm。即使當(dāng)反射層制成較薄(T18至15nm)時(shí)，仍可以建立快速冷卻機(jī)制(結(jié)構(gòu))以形成小標(biāo)記，并實(shí)現(xiàn)PRSNR的顯著增大。
如前所述，鑒于Bi的性能采用這種快速冷卻機(jī)制是重要的。如果T2小于21nm而T1的范圍為8nm至15nm，則難以在具有薄反射層的盤內(nèi)形成小的標(biāo)記，這導(dǎo)致第二信息層的Pw(靈敏度)減小。如果T2大于96nm，熱擴(kuò)散度增大，導(dǎo)致第一信息層的PRSNR快速減小。
示例14按照與示例12所述相似的方式制造雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，除了使用了具有各種厚度(t1)的第一信息層的電介質(zhì)層和具有各種厚度(t2)的第二信息層的電介質(zhì)層之外。隨后通過測量PRSNR和記錄功率水平進(jìn)行評估。評估標(biāo)準(zhǔn)與示例12相同。
從圖11和12所示的結(jié)果可以看出，當(dāng)t2/t1在0.7至1.5的范圍內(nèi)時(shí)第一和第二信息層都具備優(yōu)良的PRSNR(不小于15)和Pw(不大于13mW)。然而一旦t2/t1落在該范圍之外時(shí)，則導(dǎo)致特別是第二信息層的PRSNR降低至小于15。這被認(rèn)為主要是因?yàn)閆nS-SiO2相對于其厚度的折射率(n)和吸收系數(shù)(k)的非最佳組合，反射率變得如此之高使得其偏離可進(jìn)行記錄的最佳范圍。還要注意，這些數(shù)值沒有具體限制，其可根據(jù)盤的層配置而變化。
示例15按照與示例12所述相似的方式制造雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，除了含有典型元素的化合物層的厚度設(shè)定為0至70nm，第一信息層的Re層的厚度設(shè)定為5至25nm，第一信息層的電介質(zhì)層的厚度設(shè)定為10至30nm，第二信息層的Re層的厚度設(shè)定為5至25nm，第二信息層的電介質(zhì)層的厚度設(shè)定為10至30nm之外。
這些介質(zhì)提供了范圍為20至30的PRSNR，滿足要求PRSNR為15以上的HD DVD-R標(biāo)準(zhǔn)，并提供了范圍為5％至7％的反射率數(shù)值，滿足要求反射率為4.5％以上的HD DVD-R標(biāo)準(zhǔn)。此外，介質(zhì)的Pw(靈敏度)是優(yōu)良的；成功地在9至11mW的功率水平對介質(zhì)進(jìn)行寫入。如前所述，應(yīng)該指出，Pw(靈敏度)隨反射率增加而減小，因此在記錄時(shí)需要引入更高的功率。然而，高功率導(dǎo)致對相鄰標(biāo)記或軌道的顯著的負(fù)面影響，這又導(dǎo)致PRSNR減小。
示例16按照與示例12所述相似的方式制造雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，除了第一信息層的含有典型元素的化合物層的厚度設(shè)定為0nm、10nm、70nm、和80nm之外。隨后通過將其置于恒溫浴(溫度＝80℃，濕度＝85％)而執(zhí)行存儲(chǔ)測試。以與示例12所示相同的方式每100小時(shí)測量各個(gè)雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)的第一信息層的PRSNR。如圖13所示，設(shè)有含有典型元素的化合物的該介質(zhì)的第一信息層提供了優(yōu)良的可存檔性。
然而，具有80nm厚的化合物層的介質(zhì)勉強(qiáng)成功地滿足15的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)特性(PRSNR)數(shù)值，小于具有薄化合物的介質(zhì)的數(shù)值。這被確定為由于未能在第一信息層上保持優(yōu)良的記錄特性，因?yàn)檫@種厚的化合物偏離了相對于其他層厚度而言的折射率(n)和吸收系數(shù)(k)的最佳組合。
此外，經(jīng)過確定使用由Al2O3、SiO2、InO2和SnO2中任何一種制成的含有典型元素的化合物層可以產(chǎn)生相似的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，包括第一信息層；置于所述第一信息層上的中間層；以及置于所述中間層上的第二信息層，從激光照射側(cè)依次沉積所述第一信息層、中間層和第二信息層，其中所述第一信息層從所述激光照射側(cè)至少包括包含Bi作為主成分的薄膜(Re層)、電介質(zhì)層、反射層和熱擴(kuò)散層，所述第二信息層從所述激光照射側(cè)至少包括包含Bi作為主成分的薄膜(Re層)、電介質(zhì)層和反射層，且其中所述第二信息層的電介質(zhì)層的厚度(t2)與第一信息層的電介質(zhì)層的厚度(t1)之比t2/t1的范圍為0.7至1.5或者4.5至6.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中所述熱擴(kuò)散層包括比電阻為1×10-1Ωcm以下的導(dǎo)電氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中所述導(dǎo)電氧化物為IZO(In2O3-ZnO)和ITO(In2O3-SnO2)之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中所述第一信息層的熱擴(kuò)散層的厚度(T2)與第一信息層的反射層的厚度(T1)之比即T2/T1落在2至8的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中所述第一信息層的熱擴(kuò)散層的厚度為30nm至90nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中所述第一信息層的Re層為5nm至25nm，所述第一信息層的電介質(zhì)層為10nm至30nm，所述第二信息層的Re層為5nm至25nm，且所述第二信息層的電介質(zhì)層為10nm至30nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中所述第一信息層的Re層為5nm至25nm，所述第一信息層的電介質(zhì)層為10nm至30nm，所述第二信息層的Re層為5nm至25nm，且所述第二信息層的電介質(zhì)層為90nm至120nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，進(jìn)一步包括包含含有典型元素的化合物為主成分的層，或者含有典型元素的化合物層，其中在與所述第一信息層的Re層相比更接近所述激光照射側(cè)的位置提供所述含有典型元素的化合物層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中所述含有典型元素的化合物層的厚度為70nm以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中所述Re層包含Bi氧化物作為主成分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中所述Re層包括選自Al、Cr、Mn、Sc、In、Ru、Rh、Co、Fe、Cu、Ni、Zn、Li、Si、Ge、Zr、Ti、Hf、Sn、Pb、Mo、V、B、和Nb的一種或多種元素。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中各個(gè)所述第一信息層和第二信息層的電介質(zhì)層包括ZnS和SiO2為主成分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中ZnS和SiO2的混合比例范圍從70∶30至90∶10(mol％)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中所述含有典型元素的化合物層內(nèi)包含的典型元素為選自Zn、In、Al、和Sn的至少一種元素。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，其中所述第一信息層的反射層設(shè)于與所述第一信息層的電介質(zhì)層相比更遠(yuǎn)離所述激光照射側(cè)的位置，且所述第二信息層的反射層設(shè)于與所述第二信息層的電介質(zhì)層相比更遠(yuǎn)離所述激光照射側(cè)的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙層可記錄光學(xué)記錄介質(zhì)，包括第一信息層；置于所述第一信息層上的中間層；以及置于所述中間層上的第二信息層，從激光照射側(cè)依次沉積所述第一信息層、中間層和第二信息層，其中所述第一信息層從所述激光照射側(cè)至少包括包含Bi作為主成分的薄膜、電介質(zhì)層、反射層和熱擴(kuò)散層，所述第二信息層從所述激光照射側(cè)至少包括包含Bi作為主成分的薄膜、電介質(zhì)層和反射層，且其中所述第二信息層的電介質(zhì)層的厚度(t2)與第一信息層的電介質(zhì)層的厚度(t1)之比t2/t1的范圍為0.7至1.5或者4.5至6.0。
文檔編號(hào)G11B7/252GK101025966SQ20071000594
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者藤井俊茂, 笹登, 林嘉隆, 藤原將行, 三浦裕司, 篠塚道明, 真貝勝, 關(guān)口洋義, 巖佐博之, 山田勝幸, 鳴海慎也, 加藤將紀(jì) 申請人:株式會(huì)社理光